基于通用第一性原理策略的拓扑超导体候选材料 PdBi$_2$Te$_4$ 与 PdBi$_2$Te$_5$
材料科学
2023-12-18 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
超导拓扑金属(SCTMs)近年来已成为拓扑超导(TSC)与马约拉纳零模(MZMs)用于量子计算的一个有前景的平台。尽管它们在基础研究和应用中十分重要，SCTMs 在自然界中却极为稀少。此外，近期已有一些具有拓扑电子结构的超导体被报道，但确定其 TSC 性质的可行方案仍然缺乏。在此，我们提出一种通过将超导单元插层到拓扑绝缘体中来设计 SCTMs 的新策略。我们还开发了一个由第一性原理计算表征二维 BdG 哈密顿量的超导 BdG Chern 数的程序。遵循该策略，PdBiTe 与 PdBiTe 被发现可实验合成且为理想的 SCTMs。在此类 SCTMs 中，通过引入具有塞曼效应的拓扑表面态可实现手性 TSC，这可由外磁场或邻近铁磁(FM)绝缘体实现。我们的策略为识别 SCTMs 与 TSC 候选材料提供了新方法，且该程使得从第一性原理计算设计和调控 TSC 候选材料成为可能。
引用
@article{arxiv.2301.02844,
title = {Topological superconductor candidates PdBi$_2$Te$_4$ and PdBi$_2$Te$_5$ from a generic ab initio strategy},
author = {Aiyun Luo and Ying Li and Yi Qin and Jingnan Hu and Biao Lian and Gang Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.02844},
year = {2023}
}